Өндіріс процестерін автоматтандыру

СББ бар білдектерде тетіктерді өңдеуге арналған ТОТ тұрғызудың негізі жекелеген қарапайым беттерді өңдеу ережелерінің жиынтығы болып  табылады. Типтелген операциялық  технология СББ бар білдекке бекітілген барлық алуан түрлі тетіктер үшін автоматты циклде өңдеудің өнімділігі мен сенімділігін қамтамасыз ететіндей  тұрғызылуы тиіс.

ТОТ құру үшін дайындаманың бүкіл бетін негізгі және қосымша  беттер түрінде көрсетеді. Негізгі беттер: цилиндрлік беттер, қисық сызықты жасаушылары бар конусты беттер, терең емес жырашықтар. Оларды құрған кезде өңдеуге кететін бүкіл әдіптің 85-90%-ын алады. Қосымша беттер: ішкі және сыртқы беттердегі жырашықтар, бұрандалы беттер.

Дайындаманы білдекке бекіту түріне (жұдырықшалы өздігінен центрленетін қысқыға, жетектемесі бар центрлерде) тәуелсіз келесі өңдеу маршрутын қолданады: негізгі беттерді дөрекі өңдеу, бүйірлерін кесу; дөрекі өңдеуді талап етпейтін қоысмша беттерді өңдеу.

Айналу денелері пішініндегі  тетіктерді токарлы білдектерде  ірі сериялармен өңдеген кезде  келесі ерекшеліктер анықталған:

1) құрамалы құралды кеңінен қолдану (t_осн және t_всп қысқарту) есебінен өнімділікті арттыру;

2) өстік өлшемді құралды  (ұңғылағыштарды, үңгілегіштерді) пайдалану;

3) құралдардың орын ауыстыру  траекторияларын оңайлату;

4) бір ғана кесуші элементпен (кескішпен) өңделетін беттердің  санын қысқарту, тізбекті және  параллель әрекет ететін көпқұралды  баптауға көшу.

Корпусты тетіктерді және айналу денелерінің пішініне ие тетіктерді өңдеудің қарастырылған ерекшеліктері  оларды автоматтандырылған учаскелерде (АУ) және желілерде өңдеу технологиясын  құрған кезде іске асырылуы мүмкін. Өндірістің сериялығына байланысты учаскелер мен желілердің құрамына СББ бар білдектер, роботтандырылған модульдер, агрегатты білдектер, арнайы және арнайыландырылған технологиялық  жабдықтар кіруі мүмкін.

Тетіктерді автоматты  желілерде – өзара байланысқан  жабдықтар мен басқару жүйелерінің  үздіксіз әрекет ететін кешендерінде – өңдеген кезде операциялар  мен өтулерді уақытша синхронизациялауды қамтамасыз ету керек. Неғүрлым тиімді синхронизациялау әдістеріне технологиялық  процестерді шоғырландыру және дифференциациялау  жатады.

Технологиялық процестерді  дифференциациялау, өтулерді оңайлату және синхронизациялау сенімділік пен  өнімділіктің қажетті шарттары болып  табылады. Алайда технологиялық процестерді  дифференциациялау мен өтулерді оңайлату өзінің рационалды шектеулеріне ие болуы тиіс. Шамадан тыс дифференциация қызмет көрсететін жабдықтың күрделенуіне, қызмет көрсету аудандары мен көлемінің артуына әкеп соғады.

Өнімділікті мүлдем дерлік төмендетпестен операциялар мен  өтулердің мақсатқа сай шоғырландырылуын агрегаттау жолымен және көпқұралдық  баптауларды қолдану арқылы жүзеге асыруға болады.

Автоматты желілерде жұмысты  синхронизациялау үшін лимиттеуші (шектеуші) құрал, лимиттеуші білдек және лимиттеуші учаске бөлінеді, олар бойынша автоматты  желінің нақты (реал) шығару тактісі  келесі формула арқылы анықталады, мин

 

 

мұндағы Ф – жабдық жұмысының  нақты қоры, сағ; N – шығару бағдарламасы, дана.

Жоғары сенімділікті қамтамасыз ету үшін автоматты желілерді  учаскелер арасындағы икемді байланыс деп аталатын байланысты жүзеге асыратын жинақтағыштар арқылы бір-бірімен байланысқан учаскелерге көршілес учаскелердің олардың біреуінде тоқтап қалу жағдайы орын алғанда тәуелсіз жұмыс істеуін қамтамасыз ете отырып бөледі. Учаскенің ішінде құрылымдық жағынан қарапайымырақ қатаң байланыс сақталады. Қатаң байланысы бар жабдық үшін жоспарлы тоқтатулардың уақыты мен ұзақтығын жоспарлау маңызды, мысалы, құралды топтық ауыстыру, жөндеу, қызмет көрсету үшін. Учаске ішіндегі жабдықтың оңтайлы саны, учаскелер саны, аралық жинақтағыштардың сыйымдылықтарын есептік жолмен, максималды өнімділікті және желінің минималды құнын қамтамасыз етуге байланысты анықтайды.

   

   

1.5 Автоматтандырылған  және роботтандырылған құрастырудың  технологиялық процестерін әзірлеу  ерекшеліктері

 

Құрастыру өндірісін технологиялық  дайындауға механикалық өңдеудегі  сияқты кешенді тұрғыдан қарастыру  тән болады. Ол бұйым технологиялығын  мұқият орындауды, құрастыру процестерін  типтеуді, құрастырылатын бұйымдарды тасымалдаудың көмекші процестерін  қарастыруды, оларды құрастыру позицияларына  орнатуды, бақылау мен сынауды, қалыптандырылған және қайта бапталатын құрастыру  жабдығын кеңінен енгізуді қарастырады.

Автоматтандырылған құрастырудың рационалды технологиялық процесін әзірлеудің маңызды шартына қосылыстарды бірыңғайландыру мен қалыптандыру (нормализациялау), яғни оларды түрлер мен дәлдіктердің белгілі бір  номенклатурасына келтіру жатады. Құрастыру  бірліктері мен бұйымдардағы қосылыстарды бірыңғайландыру мен қалыптандыру негізінде типтік құралдар мен айлабұйымдарды қолдана отырып типтік құрастыру  жабдығында орындалатын типтік құрастыру  процестерін (операциялары мен өтулерін) әзірлейді.

Ірі сериялы және жаппай өндіріс шарттарында бұйымдарды автоматтандырылған құрастыруды құрастыру  автоматтарында және автоматты желілерде  орындайды. Бұйымдардың күрделігіне  байланысты бір позициялы және көп  позициялы құрастыру автоматтарын қолданады. Соңғыларын мысалы, домалау  мойынтіректерін (подшипниктерін) құрастыруда  қолданады. Желілерде құрастыру  автоматтарын сызықты түрде немесе тұйықталған контур бойынша орналастырады. Бұйымдардың орын ауыстыруын қадамдық тасымалдағыштардың (траспортерлердің) көмегімен немесе айлабұйым-спутниктерде жүзеге асырады.

Роботтандырылған өндірістің басты айырмашылығы құрастырушылар-ды құрастыру роботтарымен ауыстыру және бақылауды бақылау роботтарымен немесе автоматты бақылау құрылғыларымен орындау болып табылады.

Егер автоматтандырылған өндіріс шарттарында бұйымдарды құрастыруды селективті құрастыру әдістерін қолдана отырып және бақылау-сұрыптау автоматтарын пайдалана отырып толық немесе жартылай өзара ауыстырымдылық әдісімен, сондай-ақ қиыстыру (пригонка) мен реттеу әдістерін шектеулі түрде қолдану арқылы  орындау мүмкіндігі бар болса, онда роботтандырылған құрастыру толық өзара ауыстырымдылық принципі бойынша немесе сирек жағдайда топтық өзара ауыстырымдылық принципі бойынша орындалуы тиіс. Бұл кезде қиюластыруға, реттеуге мүмкіндік болмайды. Құрастырылатын бұйымдардың сапасын және құрастыруға арналған роботтық-техникалық кешендердің (РТК) жұмыс сенімділігін анықтайтын, базаларды таңдау және олардың тұрақтылық принциптері қатаң сақталынуы тиіс.

Автоматтандырылған құрастырудың негізгі кезеңдері:

• автоматтандырылған тасымалдау-қармап ұстау құрылғыларын қолдану үшін тетіктер мен бұйымдардың негізгі бөлшектерін автоматты бағдарлау, тетіктерді бақылау және тазалау;

• қосылыстарды автоматты түрде орындау;

• тетіктер мен тораптарды тасымалдау;

• операцияаралық бақылау;

• ақырғы (түпкілікті) бақылау;

• буып-түю (қаптау).

Құрастыру операцияларын  орындау қарапайымнан күрделіге  қарай, яғни тетіктер – кіші тораптарға, кіші тораптар – тораптарға, тораптар – агрегаттарға, тораптар мен агрегаттар – бұйымдарға жүруі тиіс, бұл  құрастыру схемаларын құрастырған  кезде ескеріледі. Бұйымдардың күрделігіне  және габариттеріне байланысты құрастыруды  ұйымдастырудың келесі формаларын таңдайды: стационарлы немесе конвейерлі. Стационарлы  құрастыру бұйымдарды жылжытусыз, құрастыру тораптары мен тетіктерін базалық құрастыру бірлігіне (тетікке, торапқа және т.с.с.) алып келу арқылы орындалуы мүмкін. Конвейерлі құрастыру роботтар тетіктер мен тораптардың бағдарлануы мен позициялану қателігі әртүрлі жұмыс орындарына қызмет көрсеткен кезде мүмкін болады.

Роботтандырылған кешеннің құрылымына тасымалдау-жүктеу жүйесімен  және әртүрлі деңгейдегі басқару  жүйелерімен біріктірілген және технологиялық тізбекпен (реттілікпен) орналастырылған құрастыру жабдығы  мен айлабұйымдары кіруі тиіс, сондықтан РТК құрылымы мен құрамын  анықтау үшін жалпы және тораптық құрастыруды әзірлеу және оңтайландыру қажет. РТК құрамына құрастыру жабдығы мен айлабұйымдары, тасымал жүйесі, операциялық құрастыру роботтары, бақылау роботтары, басқару жүйесі кіреді.

РТК-да құрастыру технологиялық  процесін әзірлеген кезде роботтардың модельдерін, олардың функцияларын, дәлдігін, жеделдігін, жылдам әрекет етуін анықтайтын операциялардың жоғары шоғырландырылуы ұсынылады. Әсіресе РТК элементтерінің уақытша байланыстарын нақтылау маңызды, себебі олар да құрастыру өнеркәсіптік роботтарының (ӨР) операциялық мүмкіндіктерін, модельдері мен санын анықтауы мүмкін. Осы мақсатта жекелеген роботтандырылған жұмыс орындары мен өнеркәсіптік роботтардың да, тұтас РТК-ның да циклограммасын тұрғызу мүмкін әрі мақсатқа сай. РТК операциялық технологиясы мен циклограммасының негізінде СББ бар құрастыру роботтары үшін және бүкіл РТК үшін басқару бағдарламаларын дайындау жүргізілуі мүмкін.

Құрастыруды роботтандырудың  перспективті (болашағы зор) бағытына блоктық-модульдік принцип бойынша  тұрғызылған өнеркәсіптік роботтарды, сондай-ақ үйретілетін өнеркәсіптік роботтарды пайдалану жатады. Өнеркәсіптік роботтар модульдерінің жүйелеріне әдетте, сызықтық және бұрыштық орын ауыстырулардың модульдері, модульдерді қосуға (байланыстыруға) арналған өтпелі элементтер комплектілері, ауыстырмалы қармау құрылғылары  кіреді. 1.4-суретте әртүрлі еркіндік дәрежелері бар ПР5-2 типті роботтардың модульдер жүйесі мен компоновкаларының схемалары келтірілген. Модульдерді бірыңғайландыру олардың модификацияларының санын айтарлықтай арттыруға, құрастыру өндірісін автоматтандыруға кететін шығындарды төмендетуге мүмкіндік береді.  

 

 

1.4-сурет – Модульдер  жүйесінің (а) және ПР5-2 типті роботының бес (б), төрт (в), үш (г) және екі (д) қозғалыс дәрежесі бар компоновкалары жүйесінің схемалары: 

1 – МЛ-2 сызықтық модулі; 2 – МУ-13 бұрыштық модулі; 3 – өтпелі модульдердің комплектілері; 4 – МЛ-4 сызықтық модулі; 5 – МЛ-3 сызықтық модулі; 6 – МЛ-7 сызықтық модулі

 

Үйретілетін роботтар –  бұл бағдарламаланған жұмыстармен  қоса жүретін әртүрлі кездейсоқ  факторларға бейімделе алатын роботтар. Бұл бейімделгіштік алынған «тәжірибе» - пайда болатын ауытқуларды талдау мен жіктеу нәтижелері және оларды жою әдістерінің негізінде өзінің бағдарламасын түзетуден көрінеді.

 

 

1.6 Машина жасау өндірісінің даму бағыттары

 

Машина жасау кәсіпорындарында қалыптасқан өндірістік құрылымдар түрлері бірқатар белгілермен сипатталады:

• машина жасау өндірістерінің айқын көрінетін технологиялық   маман-дандырылуының жоқтығы;

• технологиялық ресурстардың бытыраңқылығы;

• көптеген жағдайларда  өндірістік жүйелердің қуаттылықтарының артық немесе жеткіліксіз болуы;

• кәсіпорын жаңа өнімді шығаруға көшкен кезде өндірістік жүйелердің икемділігінің болмауы.

Кәсіпорындар бойынша  заттық мамандандырылу саланың негізін  құрады. Принципті түрде алғанда  жаңа өнімді шығаруға көшу аталған  жағдайларда алынуы қиын болып табылатын  қосымша инвестицияларды тарта  отырып түбірімен толықтай қайта  құруды талап етеді.

Заттық мамандандырылған өнеркәсіптік кәсіпорындардың ұйымдық  құрылымдарының орнына перманентті-өзгеретін матрицалар деп аталатын құрылымдардың негізіндегі айнымалы құрылым келуі тиіс. Өнеркәсіптік өндіріс шығарылатын өнімнің түрін анықтайтын бас кәсіпорыннан және технологиялық жағынан мамандандырылған кәсіпорындар жиынтығынан тұратын корпоративті типтегі кәсіпорындар жүйесі түрінде болады. Осындай кәсіпорындардың құрамы мен саны даярланатын бұйымдардың түрімен анықталады. Мұндай құрылым нарықтың сұраныстарына байланысты оңай өзгереді. Оның қалыптасуы замануи машина жасау өндірісінің ерекшеліктерімен тығыз байланысты:

• машина жасауды дамытуда басым мәнге ие дербес салаға айналатын инжинирингтің ақпараттық технологияларының, ақпараттық қызмет көрсету нарығының шеңбері қалыптасуда;

• ғылым қоғамның өндіргіш күштерінің дербес элементіне айналуда. Ғылыми сипаттағы бұйымдар өндірісінің көлемі артуда. Оларды әзірлеу жаңа бұйымдарды жасаудағы бұрындары басым болған эмпирикалық тұрғыдан қарастыруға емес озық іргелі зерттеулерге негізделеді;

• реттеуші рөлін мемлекет атқарған кезде кәсіпорындарды дамытуда маңызы зор фактор рөлін бәсеке атқаруда;

• экономиканың нарықтық заңдары негізінде кәсіпорындарды қайта құрылымдау орын алуда. Кәсіпорынның құрылымы бұйымдардың толық өмірлік циклінің орындалуын қамтамасыз етеді. Корпоративті ұмтылыстар виртуалды кәсіпорындарды құру түрінде дамытылуда;

• тапсырыстарды дербестендіру, бұйым үлгілерін жиі ауыстыру өндірісті технологиялық дайындау еңбек сыйымдылығының артуына және өндірістің өзінің еңбек сыйымдылығының салыстырмалы түрде алған кездегі  төмендеуіне алып келеді;

• кәсіпорындар қызметі тиімділігінің басты көрсеткіштеріне келесілер айналады: тапсырыстарды орындау мерзімінің уақыты мен сенімділігі, бұйымдардың сапасы мен өзіндік құны;

• кәсіпорын экономикасының барлық басты көрсеткіштеріне айтарлық-тай  әсер ететін инжинирингтің ақпараттық технологияларының рөлі артуда;

• кәсіпорындар арасындағы кооперацияның дамуы, бұйымдарды өткізу нарығын кеңейту өндіріс үшін бірыңғай ақпараттық базаны құру қажеттілігін туғызады.